计算机OSI模型

OSI/RM最初是用来作为开发网络通信协议族的一个工业参考标准，作为各个层上使用的协议国际标准化的第一步而发展来的。严格遵守OSI模型，不同的网络技术之间可以轻而易举地实现互操 作。整个OSI/RM模型共分7层，从下往上分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

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1.物理层

物理层的所有协议就是人为规定了不同种类传输设备、传输媒介如何将数字信号从一端传送到另一端，而不管传送的是什么数据。它是完全面向硬件的，它通过一系列协议定义了通信设备机械的、电气的、功能的、规程的特征。

（1）机械特征：规定线缆与网络接口卡的连接头的形状、几何尺寸、引脚线数、引线排列方

式、锁定装置等一系列外形特征。

（2）电气特征：规定了在传输过程中多少伏特的电压代表"1",多少伏特代表"0".

（3）功能特征：规定了连接双方每个连接线的作用，用于传输数据的数据线，用于传输控制信息的控制线，用于协调通信的定时线，用于接地的地线。

（4）规程特征：具体规定了通信双方的通信步骤。

2.数据链路层

数据链路层在物理层已能将信号发送到通信链路中的基础上，负责建立一条可靠的数据传输通道，完成相邻结点之间有效地传送数据的任务。正在通信的两个站在某一特定时刻，一个发送数据，一个接收数据。数据链路层通过一系列协议将实现以下功能：

（1）封装成帧：把数据组成一定大小的数据块，称之为帧。然后以帧为单位发送、接收、校验数据。

（2）流量控制：对发送数据的一方，根据接收站的接收情况，实时地进行传输速率控制，以免出现发送数据过快，接收方来不及处理而丢失数据的情况。

（3）差错控制：对接收数据的一方，当接收到数据帧后对其进行检验，如果发现错误，则通知 发送方重传。

（4）传输管理：在发送端与接收端通过某种特定形式的对话来建立、维护和终止一批数据的传输过程，以此对数据链路进行管理。就发送端而言，数据链路层将来自上层的数据按一定规则将比特流送到物理层处理；就接收端而言，它通过数据链路层将来自物理层的比特流合并成完整的数据帧供上层使用。最典型的数据链路层协议是IEEE开发的802系列规范，在该系列规范中将数据链路层分成了两个子层，分别是逻辑链 路控制层（LLC）和介质访问控制层（MAC）。LLC层负责建立和维护两台通信设备之间的逻辑通信链路。MAC层就像交通指挥中心控制汽车通行的车道一样，控制多个信息复用一个物理介质，提供对网卡的共享访问与网卡的直接通信。网卡在出厂前会被分配唯一的由12位十六进制数表示的MAC地址，MAC地址可提供给LLC层来建立同一个局域网中两台设备之间的逻辑链路。

IEEE802规范目前主要包括以下内容：

（1）802.1:802协议概论。

（2）802.2:逻辑链路控制层（LLC）协议。

（3）802.3:以太网的CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议。

（4）802.4:令牌总线（Token Bus）协议。

（5）802.5:令牌环（Token Ring）协议。

（6）802.6:城域网协议。

（7）802.7:宽带技术协议。

（8）802.8:光纤技术协议。

（9）802.9:局域网上的语音/数据集成规范。

（10）802.10:局域网安全互操作标准。

（11）802.11:无线局域网（WLAN）标准协议。

3.网络层

网络层用于从发送端向接收端传送分组，负责确保信息到达预定的目标。它存在的主要目的就是解决以下问题：

（1）通信双方并不相邻。在计算机网络中，通信双方可能是相互邻接的，但也可能并不是邻接的。这样，当一个数据分组从发送端发送到接收端的过程中，就可能在这个中间要经过多个其他网络结点，这些结点暂时存储"路过"的数据分组，再根据网络的"交通状况"选择下一个结点将数据分组发出去，直到发送到接收方为止。

（2）由于OSI参考模型是出现在许多网络协议之后的，它就必须为使用这些已经存在的网络协议的计算机网络之间的相互通信做出贡献。事实上，网络层的一些协议解决了这样的异构网络的互联问题。

工作在网络层上的协议主要有IP协议和IPX协议。

4.传输层

传输层实现发送端和接收端的端口到端口的数据分组传送，负责保证实现数据包无差错、按顺序、无丢失和无冗余地传输。在传输层上，所执行的任务包括检错和纠错。它的出现是为了更加有效地利用网络层所提供的服务。它主要体现在以下两方面：

（1）将一个较长的数据分成几个小数据包发送。

（2）解决通信双方不只有一个数据连接的问题。

工作在传输层的协议有TCP协议、UDP协议和SPX协议。

5.会话层

会话层主要负责管理远程用户或进程间的通信。该层提供如名字查找和安全验证等服务，允许两个程序能够相互识别并建立和维护通信连接。会话层还提供数据同步和检查点功能，这样当网络失效时，会对失效后的数据进行重发。在OSI参考模型中，会话层的规范具体包括通信控制、检查点设置、重建中断的传输链路、名字查找和安全验证服务。

6.表示层

表示层以下的各层只关心从源地到目的地可靠地传输数据，而表示层则关心的是所传送信息的语义与语法。它负责将收到的数据转换为计算机内的表示方法或特定的程序的表示方法。也就是说，它负责通信协议的转换、数据的翻译、数据的加密、字符的转换等工作。在OSI参考模型中表示层的规范具体包括数据编码方式的约定和本地句法的转换。各种表示数据的格式的协议也属于表示层，例如：MPEG、JPEG等。

7.应用层

应用层就是直接提供服务给使用者的应用软件的层，比如电子邮件、在线交谈程序都属于应用层的范畴。应用层可实现网络中一台计算机上的应用程序与另一台计算机上的应用程序之间的通信，而且就像在同一台计算机上一样。在OSI参考模型中应用层的规范具体包括各类应用过程的接口和提供用户接口。